智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化以及應(yīng)用研究

關(guān)曉冬

哈爾濱電氣集團阿城繼電器有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150300

新世紀以來，智能電網(wǎng)概念已經(jīng)引起了社會各界、世界各國的廣泛關(guān)注，也成為我國未來電網(wǎng)發(fā)展的核心環(huán)節(jié)和內(nèi)容。變電站作為電力系統(tǒng)中不可缺少的一部分，是連接發(fā)電站和電力用戶以及相關(guān)電網(wǎng)數(shù)據(jù)運行采集和控制的執(zhí)行中心，其更是確保整個電網(wǎng)安全、可靠、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，在工作中對其實現(xiàn)智能優(yōu)化已成為電網(wǎng)建設(shè)的根本，更是滿足智能電網(wǎng)建設(shè)要求的核心。在智能變電站的研究與完善中，二次系統(tǒng)以及互感器的選擇成為了相關(guān)工作人員關(guān)注的工作重點，也是實現(xiàn)智能變電站概念實施的關(guān)鍵所在。

1 智能變電站概述

1.1 智能電網(wǎng)

電力在目前社會發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用，是整個國民經(jīng)濟賴以發(fā)展的基礎(chǔ)所在。而變電站作為連接發(fā)電站與用戶的核心樞紐，對于實現(xiàn)電網(wǎng)優(yōu)化配置、供輸穩(wěn)定和安全有著舉足輕重的作用。近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷復雜與繁瑣，因此，在工作中如何提高電力系統(tǒng)的電能傳輸、分配的可靠性和安全性要求已成為相關(guān)工作人員研究的重點，同時就其延長系統(tǒng)的使用壽命和使用周期、提高自動化管理水平也受到社會各界人士的關(guān)注。在常規(guī)的變電站系統(tǒng)中，普遍存在著資源采集重復性高、運行成本過高、規(guī)范性不足、各種裝置的誤動、拒動現(xiàn)象頻繁發(fā)生以及運行維護成本過高等缺陷長期存在，基于這種電力現(xiàn)狀，以智能電網(wǎng)為主的新型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生，為電力系統(tǒng)的未來發(fā)展指明了方向，同時也促使了各種新設(shè)備、新資源的廣泛使用。

1.2 智能變電站系統(tǒng)

智能變電站是在工作中各種設(shè)備以智能化為基礎(chǔ)進行自我管理，自我監(jiān)控的主要方式，其在工作中是通過對變電設(shè)備進行智能監(jiān)控來控制供電安全和供電的良好性，在線預警、薄弱環(huán)節(jié)的自動識別等功能進行大力的管理和控制是當前智能變電站工作的重要核心。目前，智能化的一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)以及自動化管理程序和管理工序是當前變電站運行管理系統(tǒng)的核心，更是其最為基本的管理應(yīng)用措施和應(yīng)用方式。隨著當前社會技術(shù)的不斷提高和發(fā)展，智能變電站技術(shù)日新月異，發(fā)展速度迅猛，為當前社會的供電需求提供了有力的基礎(chǔ)保障。

2 智能變電站二次系統(tǒng)使用優(yōu)勢與作用

在當前社會發(fā)展中，我們在工作中常見的智能變電站二次系統(tǒng)通常都是一種綜合了自動化系統(tǒng)和二次供電系統(tǒng)的設(shè)備和工作保護模式，其在應(yīng)用的過程中與繼電保護、測控、計量和合并單元等多個智能終端共同組成了一套系統(tǒng)、復雜的工作裝置，這種裝置的采用是以電壓互感器或者電流互感器為主的工作模式，同時其在工作的過程中對于實現(xiàn)變電站各種信息的交換和交流有著密切的關(guān)系。傳統(tǒng)的變電站在運行的過程中在各方面都存在著一定的局限性，在工作的過程中缺乏統(tǒng)一、系統(tǒng)的管理與完善的控制流程。在目前的管理工作中，我們對于管理工作理念和管理工作流程之中存在著極為嚴重的不足和缺陷，這就造成了二次電纜在應(yīng)用的過程中存在著極為嚴重的不利影響，同時其可靠性能也受到了一定的制約與不足。

智能變電站在目前主要指的是變電站在工作的過程中對采用先進、集成、環(huán)保的智能設(shè)備為主，在工作的過程中以信息化、自動化的工作模式為基本標準和要求，從而實現(xiàn)工作的系統(tǒng)、全面控制和管理要求，在目前社會高速發(fā)展中，智能電網(wǎng)的應(yīng)用越來越廣泛，對于智能變電站也提出了新的認識和要求。智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，是支撐整個電網(wǎng)運行的關(guān)鍵和源頭所在。目前的社會發(fā)展中，智能變電站的應(yīng)用主要是以電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的智能化、自動化采集為標準，實現(xiàn)自我管理和操控的一種綜合性控制模式。

3 智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化

3.1 測控保護優(yōu)化

傳統(tǒng)的變電站中，測控裝置與保護裝置是獨立分開的，同時由于智能變電站是基于IEC61850 體系構(gòu)建而成，由此集合了信息共享標準化以及網(wǎng)絡(luò)化的傳輸?shù)葍?yōu)勢，測控裝置以及保護裝置能實現(xiàn)實時信息的共享，從而為一體化的系統(tǒng)設(shè)計奠定了良好的基礎(chǔ)。下圖所示為測試保護一體化裝置接入了雙套合并單元以及智能終端的二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖標。從圖中可了解到。測控的單元出于測控保護而實現(xiàn)了雙重化配置時，測控保護的裝置將收集到更多來源于系統(tǒng)鏈路的信息。這時，自動化的系統(tǒng)應(yīng)對多重化的信號進行合并并且篩選。

3.2 智能終端的優(yōu)化

智能變電站的主要設(shè)備是合并單元，實際上指的就是智能終端。智能終端也是一次設(shè)別以及二次系統(tǒng)相互連接的紐帶，合并單元對于來源于二次轉(zhuǎn)換器的電流以及電壓數(shù)據(jù)進行了時間上的有關(guān)組合，同時將采集到的數(shù)值傳送到測控保護裝置中，智能終端的接收斷路器以及隔離開關(guān)等機構(gòu)所發(fā)出的斷路器位置的信號，以及相關(guān)設(shè)備的運行狀態(tài)的信號等等。同時也支持分項跳閘、重合閘以及三相跳閘、遙控分合等GOOSE 指令。同時發(fā)送出跳合閘的命令。

3.3 構(gòu)建一體化信息平臺

傳統(tǒng)的變電站數(shù)據(jù)采集的功能與實際的邏輯判斷結(jié)合在一起，一般通過單一的設(shè)備完成，由此，不同功能的完成需要不同設(shè)備或者系統(tǒng)的配置，由此實現(xiàn)了保護、測控、電能量、同步相量測量裝置、行波測距等方式，通過信息的共享，智能變電站實現(xiàn)了與智能變電站調(diào)度和控制中心以及其他的變電站或者相關(guān)的用戶進行信息的交換，最終建立了系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。

4 智能變電站二次系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

IEC61850 體系中，變電站可分為過程層、間隔層、以及站控層三層，同時伴隨著變電站集成度的逐漸提升，間隔層的設(shè)備功能逐漸過渡到過程層以及站控層，表現(xiàn)出了兩極化的發(fā)展趨勢，一方面是間隔層的功能下放到了過程層進行實現(xiàn)，二次設(shè)備通過間隔分布分散就地布置，實現(xiàn)了對宿主設(shè)備采集、控制、測量、計量、保護、監(jiān)測等功能；另一方面，間隔層的功能是通過站控層統(tǒng)一實現(xiàn)，過程層的設(shè)備僅僅實現(xiàn)對宿主設(shè)備的采集和測量，站控層僅僅對全站設(shè)備進行控制和保護，也就是集中式的控制和保護。

5 結(jié)論

智能變電站是過去自動化技術(shù)在變電中應(yīng)用中的發(fā)展延伸趨勢和必然的發(fā)展結(jié)果。在當前科學技術(shù)發(fā)展中，信息技術(shù)逐步的應(yīng)用在變電站工作中，信息采集、傳榆、處理、輸出過程中隨著信息技術(shù)的發(fā)展逐步出現(xiàn)了完全數(shù)字化處理的方式，是當前變電站應(yīng)用中的主要方式和趨勢。